Il nostro tratto digestivo ospita migliaia di miliardi di microbi, principalmente batteri Aiutaci digerire il cibo, produrre vitamine, rafforzare il sistema immunitario, proteggere dai germi e produrre molecole che influenzano molti aspetti della nostra salute. Studiare la composizione microbica dell'intestino era estremamente complicato. Per identificarli, dovevano essere coltivati in laboratorio. E molti non potevano nemmeno essere coltivati lì.
I recenti progressi nel sequenziamento del DNA hanno aiutato gli scienziati a risolvere questo problema. Ora possiamo identificare i microbi dal loro DNA, che può essere fatto sequenziando il DNA estratto dai campioni di feci. Ora possiamo scoprire quali microbi abitano il nostro intestino, quali funzioni svolgono e come interagiscono con l'ambiente circostante e influenzano il nostro metabolismo e la nostra salute.
Mentre la ricerca si è concentrata principalmente sugli effetti sulla salute delle singole specie microbiche, la nostra ultimo studio rivela che il lavoro di squadra microbico è in realtà molto più importante di una singola specie che lavora da sola.
I microbi lavorano in gruppo per svolgere diverse funzioni, usando ciò che è disponibile nell'intestino (che proviene principalmente dalla nostra dieta) e producendo molecole che quindi influenzano il nostro metabolismo.
Sequenziando il DNA microbico possiamo identificare quelle "impronte digitali" che ci permettono di distinguere una specie dall'altra. Possiamo anche studiare i loro geni e prevedere le funzioni che svolgono.
La dieta può influenzare il microbioma intestinale. Marekuliasz / Shutterstock
Grande studio gemellare
Utilizzando un migliaio di gemelli dal Coorte TwinsUK, abbiamo confrontato il modo in cui le persone differiscono nelle loro specie microbiche intestinali e in che modo differiscono in termini di funzioni svolte dalle squadre batteriche.
Mentre condividiamo solo il 43% delle specie microbiche intestinali, il 82% delle funzioni microbiche è esattamente lo stesso. In effetti, diversi microbi possono svolgere funzioni simili.
Abbiamo quindi misurato centinaia di molecole nell'intestino e nel flusso sanguigno - rappresentative del metabolismo microbico e umano - e verificato se la loro abbondanza era più fortemente legata alla presenza di particolari specie microbiche o alle funzioni microbiche svolte dai team microbici. Ancora una volta, il lavoro di squadra ha vinto, con le funzioni microbiche più importanti dei singoli microbi, poiché hanno mostrato un numero maggiore di associazioni con la composizione molecolare degli ambienti intestinali e sanguigni.
Abbiamo scoperto che sia le specie intestinali che le funzioni microbiche interagiscono con quasi tutte le molecole misurate nell'intestino, il che non sorprende, poiché è dove vivono. Più interessante è stato il fatto che quasi la metà delle molecole misurate nel sangue mostrava anche un'associazione con i microbi intestinali, con funzioni microbiche svolte da team microbici che mostravano otto volte più associazioni rispetto alle singole specie.
Si svolge un ampio dialogo tra l'ambiente intestinale e il nostro sangue, e questo spiega perché i microbi intestinali sono così fortemente legati alla nostra salute. Stimiamo che 93% di questa finestra di dialogo coinvolga funzioni microbiche.
La comunità microbica intestinale svolge un ruolo importante nella salute umana e la sua composizione è stata collegata a molte malattie, da quelle metaboliche a quelle neurologiche. Fortunatamente, possiamo manipolare la nostra composizione microbica intestinale attraverso la dieta, lo stile di vita, l'assunzione di prebiotici e probiotici e persino attraverso trapianti fecali.
La nostra ricerca suggerisce che i trattamenti futuri per migliorare la salute umana dovrebbero concentrarsi sul targeting dei team microbici e delle loro funzioni, piuttosto che sulle singole specie microbiche.
Circa l'autore
Mario Falchi, Docente senior, Bioinformatica, King College di Londra
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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